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山東茂隆新材料科技有限公司 2023-03-03 2171
軟弱地基是一個(gè)寬泛的概念,其處治措施也是多種多樣,但總的來說其處治方式無外乎可以歸納為兩大類,即橫向增強(qiáng)式的地基處治和豎向增強(qiáng)式的地基處治
1、橫向增強(qiáng)式的地基處治,即通過預(yù)壓(欠載、等載、超載)、換填、強(qiáng)夯、加筋等對(duì)軟弱地基進(jìn)行處治,其作用相當(dāng)于軟弱地基設(shè)置墊層,從而將上部荷載形成的附加應(yīng)力通過擴(kuò)散作用而滿足地基承載力的要求或沉淀的要求
這種墊層作用在軟弱地基較淺時(shí)可采用合格填料進(jìn)行完全換填處治,軟弱地基較深時(shí)采用塑料排水板、袋裝砂進(jìn)等進(jìn)行局部或全部處治。
對(duì)于淺層軟弱地基,可采用完全換填法,或設(shè)置盲溝+部分換填法進(jìn)行處治,填料可根據(jù)路基兩側(cè)或場(chǎng)坪外圍設(shè)置的節(jié)水盲溝等效果,而實(shí)現(xiàn)全部或部分采用非透水性材料的換填,從而有效降低對(duì)砂卵石、砂礫石等材料的需求,而大幅降低工程造價(jià)
對(duì)于深層軟弱地基的排水固結(jié)處治,多根據(jù)軟弱地基的性質(zhì)、填高、工期等因素,可設(shè)置欠載、等載、超載等處治方法,如果深層軟弱地基中如有沉積沙層等透水層的存在,將大大提高軟弱地基排水固結(jié)的效果,因此,應(yīng)盡量利用沉降沙層的排水作用而提高軟弱地基的處治能力
加筋主要是采用土工材料與土體(換填或自身土體)材料上的巨大差異性通過協(xié)調(diào)受力實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)而提高地基承載力,即通過土體對(duì)加筋體提供的摩阻力和筋體對(duì)土體提供的約束力,實(shí)現(xiàn)對(duì)土體強(qiáng)度與剛度的改良而達(dá)到提高承載力與減少沉降的目的,筋體的這種改良作用其實(shí)質(zhì)是通過形成的“圍壓”提供了一個(gè)額外的粘聚力實(shí)現(xiàn)的。
2、豎向增強(qiáng)式的地基處治,即通過散體樁、柔性樁(半剛性樁)、剛性樁對(duì)軟弱地基進(jìn)行處治,其作用相當(dāng)于對(duì)軟弱地基采用置換、擠密、膠結(jié)等形成復(fù)合地基,從而增加地基的豎向受力能力,達(dá)到對(duì)軟弱地基的改善而滿足承載力與沉降要求,這種復(fù)合地基除散體樁外,一般均要求樁體需位于穩(wěn)定的地層作為持力層
散體樁主要為碎石樁,其利用碎石間咬合力形成的樁體支撐作用,以及碎石排水使軟弱地基排水固結(jié),共同提高軟弱地基的承載力,散體樁的實(shí)現(xiàn)必須具有一定的樁周“圍壓”如規(guī)范中明確規(guī)定應(yīng)用碎石樁時(shí)樁周的圍壓不得小于20KPa,如果沒有足夠的圍壓,在上部荷載的附加應(yīng)力作用下,樁頂附近一定范圍內(nèi)的碎石樁會(huì)發(fā)生膨脹而破壞,因此,這也是碎石樁在東南沿海的承載力很低的海相軟土地基中應(yīng)用較少的一個(gè)原因,也是碎石樁廣泛應(yīng)用于西南山區(qū)溝谷沖積洪積相軟弱地基的一個(gè)主要原因
柔性樁(半剛性樁)主要指攪拌樁、旋噴樁等,剛性樁主要指CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁)、素混凝土樁、管樁等樁身
剛度較大的樁體,以上兩種樁體處治的復(fù)合地基主要利用樁身與樁間土共同承擔(dān)上部荷載或附加應(yīng)力
但這種共同承擔(dān)作用的實(shí)現(xiàn),需在樁頂設(shè)置一定厚度的褥墊層實(shí)現(xiàn),從而使樁與樁間土的沉降度不同而實(shí)現(xiàn)樁與土的協(xié)調(diào)受力,即通過樁間土的相對(duì)較大沉降,使樁體在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生負(fù)摩阻力,從而減少樁土應(yīng)力比,充分發(fā)揮樁間土的承載能力,有時(shí)為提高樁與土的協(xié)調(diào)能力,必要時(shí)須在褥墊層中設(shè)置土工格柵進(jìn)行調(diào)節(jié)。
如果沒有褥墊層的存在,此時(shí)的樁體處治軟弱地基將不是復(fù)合地基,而是純粹的樁體受力。在上部荷載可附加應(yīng)力的作用下,樁身將可能刺入上部荷載區(qū),應(yīng)力過大時(shí)將造成樁體損壞。因此,褥墊層設(shè)置與否,是樁體形成復(fù)合地基與一般樁基區(qū)別的關(guān)鍵因素。
需要說明的是,由于半剛性樁和剛性樁由于樁體剛度較大,故復(fù)合地基不能同碎石樁等散體樁一樣實(shí)現(xiàn)較大的變形,因而樁間土體的承載力不能完全發(fā)揮,否則宜造成樁體由于樁間土變形過大而損壞。因此,半剛性樁和剛性樁復(fù)合地基承載力公式中在樁間土項(xiàng)中給予了一個(gè)折減系數(shù),而在碎石樁復(fù)合地基承載力公式中在樁間土項(xiàng)中則沒有相關(guān)的折減系數(shù)。但不管怎么說,復(fù)合地基目前通用的計(jì)算分析,均是按面積加權(quán)平均后的等效均勻材料承載力和剛度進(jìn)行分析的。
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